･･･ンソースＧＩ
Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

防災科学技術研究所
観測・予測研究領域 水・土砂防災研究ユニット
中谷 剛

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第23回GIS学会学術大会 GISCA特別セッション

はじめに（人材育成の現状と課題） 共同研究（H２５−H２６年度）

ＳＳＨ地学Ⅱ（４名）
ＳＳＨ地学Ⅰ（２名）・物理Ⅰ（２名）

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第23回GIS学会学術大会 GISCA特別セッション

はじめに（人材育成の現状と課題）（抜粋）高等学校の「地学」を専門とする担当教員数は、1970 年代以来、減少の一途を･･り、地学教員の総数･一桁･ある都道府県も少なくなく、履修する高校生数も低迷し続けている（地学教員の新規採用数は、物理、化学、生物と比･て20分の1強･ある）。
出展：日本学術会議地球惑星科学委員会 地球・惑星圏分科会「我が国の地球衛星観測のあり方について」平成２６年（２０１４年９月）９月５日 16p

平成１６年度調査

出展：碓井照子，地理歴史科教員の実態と地理的知識低下の問題点，学術の動向(2008.10)，pp.13-19

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はじめに（ＧＩＳの利用分野）

総務省平成25年版情報通信白書「地方自治体におけるG空間情報の利活用に関する意識」

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はじめに（ＧＩＳのニーズ）

総務省平成25年版情報通信白書「地方自治体におけるG空間情報の利活用に関する意識」

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はじめに（ＧＩＳ導入の課題）

総務省平成25年版情報通信白書「地方自治体におけるG空間情報の利活用に関する意識」

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Ｓの解析機能を応用した
浸水警報システム構築の試み•防災分野で利用•初期導入費の軽減•ＧＩ
Ｓ活用の多様化

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

警報システムの概要
ＸＲＡＩ
Ｎ

回転灯

スピーカー

降雨観測

サイネージ

簡易無線回線

警報ユニット
本体

ＧＩ
Ｓを利用できないか？

水位センサー
携帯無線回線警報遠隔ユニット

発報
基準「防災科研」「FRICS」

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

ＸＲＡＩＮ
平成２６年１１月１３日台風１９号（防災科研XRAIN画像DBより）• http://www.river.go.jp/xbandradar/

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

ＸバンドＭＰレーダ
2011年(平成23年）10月13日つくば奨励賞(実用化研究部門）「マルチパラメータレーダによる降雨量推定手法の開発」
本研究をもとに国土交通省は都市型水害対策のためにMPレーダネットワークの整備を進め、現在ＸＲＡＩ
Ｎとして運用【左から江崎玲於奈氏、前坂剛氏、真木雅之氏、岩波越氏、市原健一つくば市長】

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

警報基準となる流量計算フロー
流出経路解析
標高DEM

GISによる落水線解析

流出係数解析
土地被服＠JAXADEM毎の流量解析
Ｘ−ＭＰ（ＸＲＡＩＮ）
合理式
Ｑ(m3/s)＝Ａ・ｆ
・Ｒ／３．６
A：標高メッシュ面積(km2)
f：流出係数 R：降雨(mm/h)

流量Q

流量評価による発報基準

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

ＧＩＳの利用v８方向最急勾配法により、降雨による流出経路と各標高メッシュ(DEM)毎にその上流にあるメッシュ数（流域面積に対応）を求める。

８方向最急勾配法

流出経路

上流にある標高セル数

vGRASSには、上流にあるメッシュ数を重み付けしてカウントする機能がある。そこで、合理式から流量を算出し、流量を重み付けとして利用する。これにより、標高メッシュすべてについて累積流量を把握できる。

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

ＧＲＡＳＳの活用
合理式 Ｑ＝Ａ・ｆ
・Ｒ／３．６v Ａ：標高メッシュ面積(km2は、使用するＤＥＭサイズにより一定値v ｆ：流出係数は土地被覆データ（＠ＪＡＸＡ）から変換して、あらかじめ標高メッシュ毎に決定した一定値
v Ｒ：Ｘ−ＭＰデータ(mm/h)

標高メッシュ面積（Ａ）

土地被覆→流出係数変換
1: 水域 → 1
2: 都市 → 0.9
3: 水田 → 0.8
4: 畑地 → 0.6
5: 草地 → 0.3
6: 落葉樹 → 0.3
7: 未使用 → 0.3
8: 常緑樹 → 0.3
9: 未使用 → 0.3
10: 裸地 → 0.5
11: 雪氷 → 1.0

流出係数（f）

X-MP（Ｒ）

ラスタ計算機機能

流量（Ｑ）重み付けデータ

30m土地被服＠JAXA

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

計算結果例（オフライン）v 対象：M市（面積７７km2）• 標高：国土地理院（50m メッシュ）• 土地被覆：＠ＪＡＸＡ（30m メッシュ）• 降水量：防災科研（250m メッシュ）（2013年9月15日10時30分）
v 測地系及び投影法：JGD2000
utm54N

重み付き落水線解析による流量算出例

v 長所：リアルタイム性が高い（52,000メッシュ／10sec）
v 短所：流下時間を考慮できない最大流量のみの評価
v 今後の予定：• 観測データとの比較による検証• オンライン化• 短所を考慮した利用方法

50 mm/hの降雨が継続した場合に各標高メッシュ毎に推定される流量に対する、現在降雨による流量比率でリスクを把握。

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

おわりに
• ＧＩ
Ｓを教える教師（中等教育）が少ない• ＧＩ
Ｓの一般的な利用は、税務とインフラ管理が中心• 防災分野でのＧＩ
Ｓ利用ニーズは高い• ＧＩ
Ｓの利用拡大の課題は、導入コスト、外部と共通利用できるシステム整備、人材やツール類の不足多様なＧＩＳ活用が重要ではないか
本研究･は、雨量から合理式により浸水リスクを予測して警報を出すシステムにＧＩＳを利用することを通して、ＧＩＳ利用拡大の可能性を示した。

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Ｓの解析機能を応用した浸水警報システム構築の試み

ご清聴ありがとうございました

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